2018 年, 天文學家第一次證實在月球表面發現以冰晶狀態存在的水份。它們在月球上最冷、最黑暗的地方,比如遍佈月球兩極附近的那些撞擊坑的底部,那些區域陽光永遠也照不到。
近期一份研究指出在月球地表上陽光可以照射得到的地方,也發現了水分子的蹤跡。這讓科學家感到意外,並提出了更多問題:月球表面更多地方也存在水分子嗎?它們是外太空來的嗎?月球上的水資源會轉移或存在循環系統嗎?
研究人員搭乘由波音747SP 客機改裝而來的平流層紅外天文觀測台(SOFIA),在高空進行觀測。對於地面的觀測設備來說,地球大氣層內的水份將影響觀測結果。SOFIA 位於4.5 萬呎的高空,高於大氣層內99% 的水氣所在的高度。
月球表面發現的「水」 甚麼樣子?
這份研究稱在月球表面陽光照得到的地方發現的是「水分子」,既不是人們認為的液態水,也不是月球兩極深坑底部的冰晶,就是以個體形態存在的水分子。
他們觀測的區域位於月球的克拉維斯環形山(Clavius)內部,介於緯度55 度~ 75度之間,寬約只有一千米的範圍。
研究人員表示,他們發現的水分子很少量。按照NASA 的說法,「地球上的撒哈拉沙漠比這濕潤100 倍」。
月球表面 出現水分子有多難?
月球和地球一樣也有白天和黑夜的交替,但是比地球上持續的時間長得多。如果你站在月球上一個地點不動,上面的一個白天和一個夜晚各相當於14 個地球日。月球上的「白天」地表溫度可達250 華氏度,「夜晚」可達零下208 華氏度。
而且月球沒有足夠的大氣層保護,表面持續地被太陽輻射攻擊。
「在這次發現之前,我從未想過月球表面會存在任何水分子,因為月球的環境太惡劣了。」這份研究的主要作者洪尼伯(Casey Honniball)說,「我們認為即使存在任何水分子,也會立即逃逸到太空去,或者移動到兩極地區。」
關於水分子來源的猜測
現在科學家不知道這些水分子是如何出現在那個地方。有人猜測,這些水分子是由落在月球表面的微型隕石所帶來的。不斷有微型隕石落在月球的表面。
洪尼伯的研究也提到另一種猜測:太陽風帶來氫元素,與月球塵埃中含氧的礦物作用,產生羥(OH)。來自微型隕石的輻射再把羥變成了水分子(H2O)。不管怎樣,還需要一種解釋,這些水分子是如何受到保護留在了月球表面?
研究人員猜測,微型隕石襲擊月球表面的時候,所帶的高溫熔化了月球塵埃,冷卻後產生玻璃態晶體,這個過程中,水分子被鎖在晶體的裏面而留在月球表面。還有的猜測說,水分子儲藏在月球塵埃之間的空隙中。
月球上的水資源移動嗎?
洪尼伯表示,接下來他們的團隊最感興趣的問題就是,這些水分子在月球表面移動嗎?
為了解答這個問題,這個研究組將在不同的月相時期對其表面進行更多觀測。
洪尼伯說:「這些觀測將告訴我們更多關於水在月球上如何形成、保存,以及是否有個機制向月球兩極輸送水資源再變成冰晶?」◇
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